JPH01269746A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、自動車に搭載される自動変速機に係り、詳し
くは入力軸から、アップシフト時に係合するクラッチ（
例えばダイレクトクラッチ）を操作する油圧アクチュエ
ータを構成するシリングの構造に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、自動変速機は、トルクコンバータ及びプラネタ
リ変速ギヤ機構を備丸でおり、該変速ギヤ機構は、副変
速ユニットとじてのオーバドライブプラネタリギヤユニ
ットと、フロントプラネタリギヤユニット及びリヤプラ
ネタリギヤユニットからなる主変速ユニットとから構成
されている。

そしテ、該主変速ユニットのフロントプラネタリギヤユ
ニットは、第４図に示すように、出力軸２７に直結しか
つプラネタリピンオン２８を支持しているキャリヤ２９
、上記出力軸２７に被嵌するサンギヤ３０、及び入力軸
２６にフォワードクラッチＣ１を介して連結しているリ
ングギヤ３１がラナリ、また上記入力軸２６とサンギヤ
３ｏの間にダイレクトクラッチＣ２が介在していると共
に、上記サンギヤ３０とケース７との間にバンドブレー
キからなる２ｎｄコーストブレーキＢ１が介在しており
、更に上記サンギヤ３０とケース７との間にはワンウェ
イクラッチＦ１を介して多板からなる２ｎｄブレーキＢ
２が配設されている。そして、上記ダイレクトクラッチ
Ｃ２を操作する油圧アクチュエータ４０はサンギヤ３０
側に直結する部材に配置され、またフォワードクラッチ
ＣＩを操作する油圧アクチュエータ３９は入力軸２６側
に配設されている。

←→　発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来のフロントプラネタリギヤユニット
においては、入力軸２６とサンギヤ３０間に配設された
ダイレクトクラッチＣ２を接・断するための油圧アクチ
ュエータ４０がサンギヤ３０側に直結する部材に設けら
れているため、アップシフト時、例えば２速から３速へ
のシフト時、第６図（ｂ）の下側部分に実線で示すよう
に作動油圧が油圧アクチュエータ４ｏに供給されてダイ
レクトクラッチＣ２が接続状態に移行するに際して、第
６図（，１に点線で示すように、今までサンギヤ３０と
共に静止状態にあった油圧アクチュエータ４０が作動油
圧の供給を受けて入力軸２６から回転力が徐々に伝達さ
れ、その内部に遠心力に基づく油圧を発生し、またその
油圧および更に供給されろ作動油圧に基づいてダイレク
トクラッチＣ２が更に接続状態を増し、油圧アクチュエ
ータ４０が更に回転を増加してその遠心力による油圧力
を増すという経過をたどって、第６図（ｂｌに斜線で示
すように実線で示した作動油圧に更に遠心油圧分が加わ
ってダイレクトクラッチＣ２の接続が極めて急激に行わ
れ、第６図（ｂ）の上側部分に示すように出力！・ルク
が斜線で示す遠心油圧分の影響に基づき、出力軸２７に
急激に伝えられてシフトショックを発生するという欠点
があった。

特に、高出力かつ高トルクエンジンに対応して設計され
た自動変速機を、比較的低トルクのエンジンを搭載した
車輌に設置する場合、クラッチの摩擦板枚数、油圧制御
方法の変更のみでは適正な係合特性が得られず、前述し
た遠心油圧による過剰負荷が大きな影響を及ぼして、上
述シフトショックが顕著に表われてし）う。

ところで、該遠心油圧はシリンダのピストンチャンバ内
径及び外径、そして該シリンダの回転数により定まり、
とりわけ外径の影響が大きい。従って、従来、多種多様
な仕様に対し、新たにプレスシリンダを新設計するか又
は切削製シリンダを用い、更に構成部品を変更゛してク
ラッチ容量の調整を行っている。

そこで、本発明は、例えばダイレクトクラッチＣ２を作
動する油圧アクチュエータのピストン受圧面積を外径側
で減少させかつ最小限の部品変更で、遠心油圧の影響を
減少させ、アップシフト時例えば２速から３速へのシフ
ト時のシフトショックを防止するようにした自動変速機
を提供することを目的とするものである。

（ロ）課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例え
ば第１図、第２図及び第４図を参照して示すと、入力軸
（２６）から、アップシフト時係合するクラッチ例えば
ダイレクトクラッチ（Ｃ２）を介して出力軸（２７）に
一体に連動し得る部材（３８）を有し、かつ該部材に、
該クラッチ（Ｃ２）を操作する油圧アクチュエータ　（
４０）を備える自動変速機において、前記油圧アクチュ
エータ（４０）を構成するシリンダ（４４）の外径側内
周面に所定厚さを有する環状のスリーブ（５３）を圧入
し、該スリーブにピストン（５１）を摺接して、該ピス
トンに作用する遠心油圧を減少させてなることを特徴と
している。

（ホ）　作用 以上の構成に基づき、クラッチ（Ｃ２）の係合によるア
ップシフト時（例えば２速から３速への変速時）、油圧
アクチュエータ　（４０）に作用する遠心油圧は、シリ
ンダ外径側内周面に設置された環状のスリーブ（５３）
により大幅に減少され、クラッチ（Ｃ２）係合時のシフ
トショックを軽減する。

（へ）実施例 以下、図面に沿って本発明の実施例について説明する。

自動変速機１は、第３図に示すように、トルクコンバー
タ２、プラネタリ変速ギヤ機ＨＩＩ３及ヒ油圧制御機構
５を問丸でおり、それぞれコンバータハウジング６、ト
ランスミッションケース７、そしてバルブボディ１０及
びオイルパン１１に収納されている。トルクコンバータ
２はロックアツプクラッチ１２を備えており、入力部材
１３の回転をトルクコンバータ２の油流を介して又はロ
ックアツプクラッチ１２により直接変速ギヤ機構３の入
力軸１５に伝達する。変速ギヤ機構３ばオーバドライブ
プラネタリギヤユニット１７と、フロントプラネタリギ
ヤユニット１９及びリヤプラネタリギヤユニット２０か
らなる主変速ユニット２１とからなる。オーバドライブ
プラネタリギヤユニット１７は入力軸１５に直結されか
つプラネタリピニオン２２を支持しているキャリヤ２４
、入力軸１５に被嵌しているサンギヤ２３及び主変速ユ
ニット２１の入力軸２６に連結しているリングギヤ２５
を有しており、またプラネタリキャリヤ２４とサンギヤ
２３との間にオーバドライブダイレクトクラッチＣ８及
びワンウェイクラッチＦ。が介在していると共に、サン
ギヤ２３とケース７との間にオーバドライブブレーキＢ
。が配設されている。

また、フロントプラネタリギヤユニット１９は出力軸２
７に直結しかつプラネタリピニオン２８を支持している
キャリヤ２９、出力軸２７に被嵌しかつりャプラネタリ
ギャユニット２０のサンギヤ３０ｂと一体に構成されて
いるサンギヤ３０ａ１友び入力軸２６にフォワードクラ
ッチＣ１を介して連結しているリングギヤ３１からなり
、また入力軸２６とサンギヤ３０との間にダイレクトク
ラッチＣ２が介在していると共に、該サンギヤ３０とケ
ース７との間にバンドブレーキからなる２ｎｄコースト
ブレーキＢ１が介在しており、更にサンギヤ３０とケー
ス７との間にはワンウェイクラッチＦ１を介して多板か
らなる２ｎｄブレーキＢ２が配設されている。

また、リヤプラネタリギヤユニット２０はプラネタリピ
ニオン３２を支持しているキャリヤ３３、サンギヤ３０
ｂおよび出力軸２７に直結しているリングギヤ３５から
なり、またキャリヤ３３とケース７どの間にはＩＳｔ＆
ＲｅｖブレーキＢ３及びワンウェイクラッチＦ２が並列
して配設されている。

更に、フロントプラネタリギヤユニット１９の入力軸２
６の後端部近傍には膨径部２６ａが形成され、該膨径部
２６ａには環状のフランジ部３７が固定され、該フラン
ジ部３７と入力軸の後端部近傍の膨径部２６ａとでフォ
ワードクラッチＣ１用油圧アクチユエーク３９のシリン
ダを構成している。また、環状フラノン３７は軸方向に
延びてその内周面に夫々スプラインが形成されていて、
上記環状フランジ３７の内周スプラインとリングギヤ３
１の軸方向延長部分の外周に形成されたスプラインとの
間にはフォワードクラッチＣ１を構成する多数の外及び
内ｇＪ擦板が交互に夫々係合されていると共にスナップ
リングにて抜止めされている。

そして、上記フランジ部３７と入力軸２６の後端部外周
２６ａにより構成される油圧アクチュエータ３９用のシ
リンダには、ピストンが０リングにより油密状に嵌合さ
れており、かつ入力軸の後端部外周２６ａに固定された
プレートとの間に戻しスプリングが縮設されている。

一方、出力軸２７にはスリーブ２７ａが回転自在に支持
されており、該スリーブ２７ａにはフランジ状部材３８
が固定されている。該フランジ状部材３８は前記フォワ
ードクラッチＣＩを囲むようにその外側を軸方向に延び
ており、かつその先端部分に、入力軸２６に回転自在に
摺接している環状フランジ４４が固定されている。そし
て、第１図に詳示するように、フランジ部材３８と環状
フランジ４４との間にはドラム状部材５４が介在・固定
されており、該ドラム状部材５４はくしの歯状に切り欠
かれて、ダイレクトクラッチＣ２用の外ＱＩｆｌＡ板６
１が係止されている。更に、核外摩擦板６１の内径側に
はフォワードクラッチＣ１のシリンダを構成する環状フ
ランジ３７と共に入力軸２６に固定されたハブ部５９が
突出してお秒、該ハブ部Ｓ９はくしの歯状に切り欠かれ
て、ダイレクトクラッチＣ２用の内摩擦板６０が係止さ
れている。

また、前記環状フランジ４４の内周面は通常ダイレクト
クラッチＣ２用のシリングを構成するが、本実施例にお
いては、低トルク用エンジンに適合するため、該フラン
ジ４４の外径側内周面には所定厚さを有する環状スリー
ブ５３が圧入されており、該スリーブ５３と環状フラン
ジ４４の内径側内周面とのレーダには間にはピストン５
１が０リング５５，５６により油密状に嵌合されている
。

更に、前記ピストン５１にはチエツクボール５２がピス
トン外径側Ｏリング５５近傍に配設されており、該チエ
ツクボール５２は遠心排油を逃がす。

そして、環状フランジ４４の内径側鍔部４４ｂに１まプ
レート５７が固定されており、該プレート５７とピスト
ン５１との間にはスプリング５８が縮設されている。

また、他の実施例として、第２図に示すように、スリー
ブ５３に０リング５５用の凹溝を形成する。

なお、他の構成要件は第１図に示すものと同様なので、
説明は省略する。本実施例によると、ピストン５１にお
ける最外径側にチエツクボール５２を配設することがで
き、遠心油の排出が確実となる。

ついで、本実施例の作用について説明する。

本自動変速機１の各クラッチＣ０，Ｃ，、Ｃ２、ブレー
キＢ。、　Ｂ、、　Ｂ３、Ａび各ワンウェイクラッチＦ
０．　Ｆ、、　Ｆ２は、各ポジションＰ、Ｒ，Ｒ（Ｖ≧
７）、Ｎ、Ｄ、２．Ｌにおける変速段にてそれぞれ第５
図に示す作動表のように制御される。

即ち、Ｄレンジ又は２レンジにおける１速時は、０／Ｄ
ダイレクトクラツチＣ０、ワンウェイクラッチＦ。、Ｆ
２及びフォワードクラッチＣ１が係合し、他は解放状態
になっている。従って、Ｏ／Ｄプラネタリギヤユニット
１７は、クラッチＣ８及びワンウェイクラッチＦ０を介
して一体となって直結状態となっており、入力軸１５の
回転はそのまま主変速ユニット２１の入力軸２６に伝達
される。また、主変速ユニッ１．２１では、入力軸２６
の回転がフォワードクラッチＣ８を介してフロントプラ
ネタリギヤユニット１９のリングギヤ３１に伝達され、
更にキャリヤ２９及び該キャリヤ２９と一体の出力軸２
７に伝達されると共に、サンギヤ３ｏを介してリヤプラ
ネタリギヤユニット２０のキャリヤ３３に左方向の＠転
力を付与するが、ワンウェイクラッチＦ２にて該回転が
阻止され、プラネタリピニオン３２は自転して出力軸２
７と一体のリングギヤ３５に動力伝達する。

また、Ｄレンジにおける２速時は、０／Ｄダイレクトク
ラツチＣ０、ワンウェイクラッチＦ０、フォワードクラ
ッチＣ８、ワンウェイクラッチＦ、及び２ｎｄブレーキ
Ｂ２が係合し、他は解放状態にある。従って、０／Ｄプ
ラネタリギヤユニツト１７は先に述べた直結状態にあり
、入力軸１５の回転がそのまま主変速ユニット２１の入
力軸２６に伝達される。また、主変速ユニット２１は、
入力軸２６の回転がフォワードクラッチＣ８を介してフ
ロントギヤユニット１９のり、ングギャ３１に伝わり、
ピニオン２８を介してサンギヤ３ｏに左方向の回転力を
付与するが、該サンギヤ３０は２ｎｄブレーキＢ２の係
合に伴うワンウェイクラッチＦ１にて該方向の回転が阻
止され、従ってプラネタリピニオン２８は自転しながら
キャリヤ２９が回転し、フロントギヤユニット１９のみ
を経由して２速回転が出力軸２７に伝達される。

なお、入力軸２６とサンギヤ３０の間に配設されたｚ°
イレクトクラッチＣ２を接・断するための油圧アクチュ
エータ４０がサンギヤ３０側に直結する部材に設けられ
ているため、上述した２速時において、該油圧アクチュ
エータ４０はサンギヤ３０と共に静止状態にある。

そして、２速から３速へのシフト時、第６図（ｂ）の下
側部分に実線で示すような作動油圧が油圧アクチュエー
タ４０に供給されてダイレクトクラッチＣ２が接続状態
に移行するに際して、第６図ｆａｌに点線で示すように
、今までサンギヤ３０と共に静止状態にあった油圧アク
チュエータ４０が作動油圧の供給を受けて入力軸２６か
ら回転力が徐々に伝達され、その内部に遠心力に基づく
油圧を発生し、またその油圧及び更に供給される作動油
圧に基づいてダイレクトクラッチＣ２が更に接続状態を
増し油圧アクチュエータ４０が更に回転を増加してその
遠心力による油圧力を増すという経過をたどって、作動
油圧に更に遠心油圧分が加わることになるが、ビスＩ・
ン外径側受圧面積を小さくしたので、遠心油圧分を大幅
に減少でき、シフトショックを減軽できろ。

また、Ｄレンジ及び２レンジにおける３速時は、０／Ｄ
ダイレクトクラツチＣ０、ワンウェイクラッチＦ。、フ
ォワードクラッチＣ１，ダイレクトクラッチＣ２及び２
ｎｄブレーキＢ２が係合し、他は解放状態にある。従っ
て、Ｏ／Ｄプラネタリギヤユニット１７は先に述べた直
結状態にあり、また主変速ユニット２１は、両クラッチ
Ｃ２，Ｃ２の係合によりフロントプラネタリギヤユニッ
ト１９が一体になって、入力軸２６の回転はそのまま出
力軸２７に伝達される。

そして、Ｄレンジにおける４速即ち最高速段では、フォ
ワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２及び２ｎ
ｄブレーキＢ２が係合状態にあり、主変速ユニット２１
ば３速時と同様に直結状態にあるが、オーバドライブプ
ラネタリギヤユニット１７は、ダイレクトクラッチＣ０
が解放すると共にブレーキＢ。が係合するように切換え
られろ。従って、サンギヤ２３がブレーキＢ０にてロッ
クされ、キャリヤ２４が回転しながらプラネタリピニオ
ン２２が自転してリングギヤ２５に動力伝達し、該増速
回転（オーバドライブ）が直結状態にある主変速ユニッ
ト２１の入力軸２６に伝達される。

また、２レンジ及びルンジにおける２速時は、Ｄレンジ
における２速時に比して２ｎｄコーストブレーキＢ１が
係合され、主変速ユニット２１のサンギヤ３０をロック
し、エンジンブレーキをきかせる。

また、ルンジにおける１速時は、Ｄレンジにおける１速
時に比して１ｓｔ＆ＲｅｖブレーキＢが係合され、リヤ
プラネタリギヤユニット２０のキャリヤ３３をロックし
、エンジンブレーキをきかせる。

また、Ｒレノ９時は、Ｏ／ＤダイレクトクラッチＣ０、
ワンウェイクラッチＦ。、ダイレクトクラッチＣ２及び
ブレーキ８つを係合し、他は解放状態にある。従って、
Ｏ／Ｄプラネタリギヤユニット１７は直結状態にあり、
また主変速ユニット２１は、入力軸２６の回転がクラッ
チＣ２により直接サンギヤ３０に伝達され、かつブレー
キＢ３によりリアキャリヤ３３の回転がロックされてい
るので、サンギヤ３０の回転はプラネタリピニオン３２
の自転を介してリングギヤ３５に逆回転として伝達され
、出力軸２７を逆転する。

更に、所定速度例えば７１ｎａ　／　Ｈ以上で前進方向
に走行している状態で、シフトレバ−をＲレンジにシフ
トすると、ダイレクトクラッチＣ８が解放すると共に１
ｓｔ＆Ｒｅｖブレーキ８つが解放する。

この状態は、パーキング２時及びニュートラルＮ時と同
様な状態になり、主変速ユニット２１がフリー状態とな
って、ギヤの破損等を防止する。

（１・）発明の詳細 な説明したように、本発明によると、アップシフト時に
係合するクラッチ（例えばダイレクトクラッチ（Ｃ２）
を作動させろ油圧アクチュエータ（４０）のシリンダ（
４４）の外径側内周面に所定厚さを有する環状スリーブ
（５３）を圧入するので、簡単な構成からなるものであ
りながら、ピストンの外径側受圧面積を減少させること
ができ、これにより、高出力かつ高トルクエンジンに対
応して設計された自動変速機を比較的低トルクのエンジ
ンに搭載して車輌に設置しても、クラッチを円滑に係合
させることができ、かつ係合時のシフトショックを軽減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る（ダイレクト）クラッチの油圧ア
クチュエータの主要部を示す断面図であり、第２図は他
の実施例を示す図で□ある。また、第３図は本発明に適
用した自動変速機の全体断面図を示し、第４図は本発明
に適用した自動変速機の主要部概略図であり、第５図は
その作動表である。更に、第６図は従来の自動変速機の
変速特性を示し、ｆａｌは各部の回転特性、（ｂ）は出
力回転トルク文び油圧特性を示す図であ。 １・−自動変速機　、　　１９・・・フロントプラネタ
リギヤユニット　、　４０・・・油圧アクチュエータ　
、　　４４・環状フラノン　、　　５１・・・ピストン
　、５２　チエツクボール　、　　５３・・・スリーブ
　、　　５５，５６・・・０リング　、Ｃ２・・ダイレ
クトクラッチ　。 出願人　アイシン・エイ・ダブリュ株式会社トヨタ自動
車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力軸から、アップシフト時に係合するクラッチを
   介して出力軸に一体に連動し得る部材を有し、かつ該部
   材に、該クラッチを操作する油圧アクチュエータを配設
   してなる変速ユニットを備える自動変速機において、 前記油圧アクチュエータを構成するシリンダの外径側内
   周面に所定厚さを有する環状のスリーブを圧入し、該ス
   リーブにピストンを摺接して、該ピストンに作用する遠
   心油圧を減少させたことを特徴とする自動変速機。 ２、前記変速ユニットが、入力軸にフォワードクラッチ
   を介して連結するリングギヤと、前記入力軸にダイレク
   トクラッチを介して連結するサンギヤと、該サンギヤを
   貫通する出力軸に直結しかつ前記リングギヤとサンギヤ
   とに噛合するプラネタリピンオンを支持するキャリヤ等
   からなり、かつ前記クラッチが上記ダイレクトクラッチ
   である、 特許請求の範囲第１項記載の自動変速機。